Аппаратура и устройства для измерения осадок

1.

ЛР 2
Курс: Безопасность гидротехнических
сооружений
ЛР №2
Специалитет – 5 курс
Тема лабораторной работы:
Аппаратура и устройства для измерения осадок
Исполнители: Бурмистров Е.М.,
Корепанов С.М., Тамонов С.А., Богоявленский А.А.,
Джалилова Н.Н., Мозжакова Е.В.
1

2.

Нормативная документация:
СТО 17330282.27.140.004-2008 Контрольно-измерительные
системы и аппаратура гидротехнических сооружений ГЭС.
Условия создания. Нормы и требования»
СТО 70238424.27.140.040–2010 Гидроэлектростанции.
Организация системы надзора за безопасностью
гидротехнических сооружений в гидрогенерирующих
компаниях. Нормы и требования
СТО
17330282.27.140.015-2008
Гидроэлектростанции.
Организация эксплуатации и технического обслуживания.
Нормы и требования
СТО РусГидро 02.03.131-2015 Гидроэлектростанции.
Методика определения критериев безопасности для
декларируемых гидротехнических сооружений
2

3.

Краткое описание системы наблюдений за ГТС (состав)
Назначение, конструкция и размещение
реперов, марок и приборов для наблюдения за
перемещениями сооружений
Инструментальные наблюдения за перемещениями
конструкций проводятся с помощью геодезических
приборов и следующих приспособлений:
реперов, марок, створных знаков и указателей.
Реперы - исходные знаки высотной основы,
практически неподвижные в течение всего периода
эксплуатации.
Служат для определения высотного положения
отдельных
точек
сооружений
с
помощью
нивелирования.
3

4.

Марки - устройства с фиксированной в плане точкой,
закладываемые в исследуемое сооружение или основание и
перемещающиеся совместно с ним.
По перемещениям марок относительно реперов судят о
перемещениях сооружений.
Указатели - наземные знаки, указывающие оси
сооружений, места их поворота, начало и конец скрытых
конструкций и устройств
(дренажей, экранов, креплений осей промеров, мерных
створов и т. п.).
Створные
знаки-указатели,
устанавливаемые
для
фиксирования расстояний по длине сооружения.
4

5.

Реперы, используемые при строительстве и эксплуатации ГТС,
можно разделить следующим образом (рис. ниже):
• по капитальности - исходные и рабочие;
• по местоположению - поверхностные, глубинные и стенные;
• по возведению - устроенные путем рытья котлована и
бурения скважин, заделанные в стены и др. конструкции;
• по климатическим условиям - работающие в обычном
климате и в условиях многолетней мерзлоты.
Исходные реперы называют также опорными.
Для сооружений I и II класса их располагают обычно в НБ в
удалении от створа на 1,5…3 км на разных берегах кустами по 3
репера (см. рис. ниже).
5

6.

Схема расположения реперов
6

7.

В плане реперы размещают по прямой или треугольником с расстоянием
между реперами в кустах 20…30 м.
Для сооружений III класса при незначительном их удалении от репера
Роскартографии разрешается вместо куста устраивать один репер.
Расстояние от куста исходных реперов до марок, расположенных на
сооружениях, принимают обычно не более 1 км.
Важно, чтобы деформации на сооружениях не вызывали перемещения
реперов.
В некоторых случаях исходные реперы могут быть удалены и на большее
расстояние.
На глубину закладки исходных реперов влияют
• колебания температуры грунтов,
• уровни грунтовых вод,
• глубина залегания коренных пород.
В средней полосе территории России для ответственных сооружений
сезонными колебаниями температуры можно пренебречь лишь при глубине
7
закладки исходных реперов в скальные породы свыше 6…7 м.

8.

Если ниже УГВ залегают скальные или полускальные породы, то якорь
репера закладывают ниже УГВ на три амплитуды его колебания.
На менее ответственных сооружениях исходный репер ГП при глубине
промерзания
• до 1,5 м закладывают не менее чем на 2,5 м,
• более 1,5 м – на 1,0 м ниже макс. промерзания.
Исходный репер в глинистых и песчаных грунтах (рис. а) состоит из
стальной трубы (4) диаметром не менее 80 мм,
забетонированной в усеченную четырехугольную пирамиду (5).
На трубе приваривают три марки:
на верхнем срезе 2, на ее боковой поверхности 4 и 3-я
замоноличивается в верхнюю грань пирамиды (5).
Эти марки изготавливают из нержавеющего и не окисляющегося
металла и окрашивают в красный цвет.
8

9.

Поверхностные исходные реперы:
а - в глинистых и песчаных грунтах;
1 – кювет; 2 – нивелировочные марки;
3 – насыпной холмик;
4 – стальная труба; 5 – бетонная
четырехугольная пирамида (тумба)
9

10.

Рабочие реперы, иногда называемые грунтовыми, устанавливают
произвольно, ближе к сооружениям.
В мягких грунтах их подошву располагают на 0,5…0,7 м ниже макс.
глубины промерзания.
Как и исходные, рабочие реперы устраивают путем
рытья котлована (рис. а) или бурения скважины (рис. б).
Существуют и другие конструкции рабочих реперов:
например, в нижней их части может быть установлен бетонный
массив (тумба) (рис. в).
10

11.

Рабочие реперы: а – в котловане; б – в пробуренной скважине; в – с бетонным массивом в
основании; 1 – защитная крышка; 2 – нивелировочная марка; 3 - колодец; 4 – стальная труба
диаметром 40…50 мм; 5 – теплоизоляционный материал; 6 – бетонная плита; 7 – якорь
состоящий из слоя бетона и анкерной плиты размером 40х40х5 см; 8 – защитная труба; 9 –
11
перфорация; 10 – бетонная смесь

12.

Марки, устанавливаемые на сооружениях для измерения их
деформаций (обычно осадок), подразделяются:
• по размещению - на поверхностные и глубинные;
• по местоположению – на грунтовые, стенные;
• по назначению - на постоянные и временные.
Поверхностные марки служат для измерения суммарных осадок тела
плотины и основания.
Их располагают на гребне, откосах или бермах грунтовых
сооружений.
Основанием поверхностных марок могут служить
- бетонные тумбы в виде усеченных четырехугольных пирамид (рис.
а) или
- металлические опорные фланцы, приваренные косынками (рис. б).
Подошву марки (основание) закладывают на 0,5 м ниже глубины
наибольшего сезонного промерзания.
12

13.

Поверхностные марки
грунтовых сооружений:
а – с бетонной тумбой;
б – с металлическим опорным
фланцем;
1 – крышка; 2 – труба;
3 – нивелировочная марка;
4 – косынка; 5 – фланец; 6 – труба
заполненная бетоном или
битумной мастикой;
7 – бетонная тумба; 8 - анкеры
13

14.

Глубинные марки
для измерения осадок в теле грунтовой
плотины:
а – с ЖБ плитой;
1 – крышка; 2 – труба диам. 150 мм;
3 – марка; 4 – центрирующая крышка;
5 – свинцовые заклепки;
6 – защитная труба; 7 – штанга;
8 – кольцевая прокладка;
9 – направляющий диск штанги;
10 – телескопическое звено защитной
трубы; 11 – ЖБ плита
14

15.

ГлубМ состоит из ЖБ плиты размером 1,5х1,5х0,5 м, к которой
прикрепляется металлическая штанга диаметром 40...50 мм с
приваренной наверху маркой в виде полусферической головки из
неокисляющегося металла.
Такая штанга защищена телескопическим звеном из двух труб,
снабженных направляющими дисками (шайбами) из материала, не
подверженного коррозии.
Для удобства монтажа телескопическое звено собирается на
свинцовых или алюминиевых заклепках, которые при подвижках слоев
грунта срываются, не влияя на показания деформации марки.
В случае возведения ГТС в русле удобнее монтировать марку,
снабженную металлической перфорированной плитой размером
0,8х0,8 м и толщиной 6...8 мм, усиленной косынками.
К металлической плите также прикрепляется труба марки
диаметром 40…50 мм и кусок защитной трубы.
15

16.

Глубинные марки для измерения осадок в
теле грунтовой плотины:
в – многоярусные телескопические;
1 – защитная крышка;
2 – марки; 3 – плита; 4 – труба;
16

17.

Реперы, марки и др. знаки фиксируют актами, в которых указывают:
дату установки, координаты, срок службы, отметку якоря или
башмака, геологический разрез скважины.
Наблюдения за осадками заключаются в периодических нивелировках
марок, определении осадок и анализе результатов.
Периодичность нивелирования зависит от ряда факторов:
• от геологического строения тела плотины и основания;
• от продолжительности срока эксплуатации;
• условий работы сооружения и т. д.
На основе опыта эксплуатации грунтовых сооружений рекомендуется
следующая ориентировочная периодичность замеров осадок:
-
в 1-й год эксплуатации - 2 раза в месяц,
-
в дальнейшем - 1 раз в квартал.
По истечении 2-х лет эксплуатации осадки замеряют весной и осенью,
а при стабилизации осадок - 1 раз в год.
17